Cet article porte sur la modélisation des culasses aluminium de moteurs diesel HDI en vue de prédire leur tenue en fatigue polycyclique. Celles-ci, avant d'être frettées, serrées sur le bloc moteur et utilisées en service, subissent un traitement thermique (trempe et revenu) afin d'améliorer leurs propriétés mécaniques. Lors de ce procédé d'importantes contraintes résiduelles sont générées. Leur modélisation est nécessaire pour obtenir des résultats numériques prédictifs. Une première difficulté vient de la modélisation deséchanges thermiques. Pour cela, le choix d'une fonction analytique simple pour le coefficient d'échange H = f (Tparoi), suivi de l'optimisation des différents paramètres, a permis de modéliser les courbes de refroidissement. Une fois l'histoire thermique de la culasse modélisée, un calcul mécaniqueélastoplastique permet de déterminer les contraintes résiduelles. Celles-ci, fortement de traction dans la zoneà risque, sont défavorablesà la tenueà la fatigue polycyclique de la pièce dans le cas de la trempeà l'eau. La prise en compte de l'état résiduel de fin de traitement thermique dans la filière de dimensionnementà la fatigue polycyclique permet alors de caractériser les zonesà risque expérimentalement observées.